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焦化DCS(PLC)系統升級改造及托管...

山東三木機電工程有限公司

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產品詳細
焦爐煙囪氣NOX控制裝置

WX-103系列焦爐煙囪氣NOX控制裝置簡介

發明專利:20151010737956.4、201520869771.4 

 一、技改背景
     焦爐煤氣在焦爐燃燒室內燃燒時會產生氮氧化物(NOx),氮氧化物通常多指NO和NO2的混合物,氮氧化物排入大氣會污染環境,上世紀80代中期,發達國家就視其為有害氣體,提出了控制排放標準。
     目前發達國家焦爐煙囪氣NOx排放控制標準,基本上是質量濃度以NOx計不大于500mg/m3(廢氣中O2含量折算至5%時)。
     隨著我國經濟的快速發展,對焦爐排放氮氧化物的危害也日益重視,并制訂了排放控制標準。目前,我國焦爐煙囪氣NOx執行的排放標準是限值500mg/m3,“特別地區”焦爐煙囪氣NOx排放標準是限值150mg/m3,但多數在用焦爐,尤其是大量5.5米及以上焦爐,其煙囪氣NOx排放量一般都在600~1800mg/m3之間。
    現有焦爐煙囪氣NOx控制技術分為燃燒中控制技術和燃燒后控制技術。
    燃燒后控制技術,一般采用催化分解技術對焦爐煙囪廢氣中的NOx進行分解或轉化處理,其處理裝置投資巨大(2000萬元以上),運行費用高昂(500萬元/年以上)。
    燃燒中控制技術包括廢氣循環、分段加熱、貧化煤氣或空氣等技術都有應用,其特點是投資少、運行費用低,但都需要在焦爐設計階段做好安排,對于已投產焦爐,至今缺乏有效的實用方法和裝置,隨著環保要求的不斷提高,已成為制約焦化企業生存和發展的重要因素。
    本公司的發明專利產品--WX-103系列裝置是一種燃燒中控制技術產品,該裝置可通過貧化空氣的方法,使焦爐煙囪氣NOx含量得到有效控制,同時還可在一定程度上改善焦爐高向加熱水平。
二、控制原理
    焦爐煙囪氣中的氮氧化物形成機理基本可歸結為2大類型:一是溫度熱力型NO,即來源于空氣中的N2和02在高溫下反應生成NO;二是含N組分燃料型NO,即煤氣中的含N組份燃燒形成的NO。
    大量實驗研究證明,對于絕大多數焦爐,溫度熱力型NO對廢氣中NOX 的貢獻率達95%以上,因此只要將第一類型的NO控制在適當水平,就可以有效地控制煙囪氣中NOX 的含量。
    中冶焦耐院對焦爐煙囪氣中的NOX 形成機理做過大量實驗研究,使用焦爐煤氣加熱時,實際燃燒溫度高于1750℃,煙囪廢氣中的NOX 含量將呈幾何級數倍增,反之亦然。
    WX-103系列裝置正是依據上述基礎研究結論研制而成,該裝置可以將煙道廢氣直接吹入風門內,通過貧化助燃空氣,淡化燃氣和氧氣濃度,減緩局部燃燒強度,降低實際燃燒溫度,消除NO的生成條件,從而實現控制煙囪氣NOX排放量的目的,實際運行證明,立火道高向加熱也有明顯改善。
三、產品簡介
    WX-103系列裝置是我司研發的第三代專利技術產品,通過系統的工業化設計,解決了第一代和第二代裝置中存在的諸如漏氣、偏移、不便調試、換向不可靠和安全預防等一系列細節缺陷,保證了系統運行的可靠性與安全性。
    WX-103系列裝置由廢氣引出裝置、廢氣輸送與交換裝置、廢氣混入裝置及儀表電控等四部分構成。
    如下圖示,廢氣引出裝置利用引風機將焦爐煙道廢氣從焦爐總煙道中引出,經廢氣輸送與交換裝置將焦爐煙道廢氣送入廢氣混入裝置,煙道廢氣與風門吸入的空氣混合后經預熱進入燃燒室。
     
1、廢氣引出裝置
    該裝置包括引風機、進口管道及閘閥、出口管道及放散裝置等組成。
    引風機選型與焦爐大小有關,由于直接抽取300℃左右的高溫煙氣,必須選用耐高溫風機,管線選型布局也充分考慮了熱脹冷縮等不利影響。
    同時,為調節廢氣量的需要,風機需配置變頻調速器。
2、廢氣輸送與交換裝置
    該裝置由4臺自動切斷閥和4條廢氣輸送管道構成,安裝在焦爐機焦兩側
的廢氣開閉器上方,如上圖示,其前端與風機出口總管連接,其下部與N+1(N為炭化室數)套廢氣混入裝置連接。
   (1)自動切斷閥采用耐高溫硬密封蝶閥,并與焦爐換向機聯鎖,實現廢氣混入與空氣風門的同步切換;
   (2)廢氣輸送管道置于焦爐廢氣開閉器上方,并配置一定數量的膨脹節以消除熱脹冷縮造成的影響。
3、廢氣混入裝置
    每座焦爐機焦側均配置N+1套廢氣混入裝置,并與風門對應。
該裝置由廢氣支管、調節閥及混風法蘭等構成,其上端直接連接廢氣輸送管,下端直接接入廢氣開閉器對應的風門內。
4、電控儀表裝置
    該裝置主要用于風機輸出壓力控制、自動連鎖換向和安全防范等,可根據需要靈活配置。
四、調試
    本裝置投運時必須進行相應的調試方可實現穩定運行。
五、效果
    該裝置的第一代技術和第二代技術已在某2×55孔5.5米焦爐運行6個月,設計總能力僅發揮30%,焦爐煙囪氣NOX 排放量從800mg/m3左右降低到300mg/m3左右。
    目前,第三代技術產品正在山東另一5.5米焦爐施工。


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